由于其类似组织的机械性能，水凝胶越来越多地用于生物医学应用;一个众所周知的例子就是软性隐形眼镜。这些凝胶状聚合物由90%的水组成，具有弹性和特别的生物相容性。同时具有导电性的水凝胶还可以应用于其他领域，例如在体内传输电信号或作为传感器。

　　基尔大学(CAU)研究训练小组(RTG) 2154“大脑材料”的一个跨学科研究小组现在已经开发出一种生产具有优异导电性的水凝胶的方法。这种方法的特别之处在于水凝胶的机械性能在很大程度上被保留了下来。通过这种方式，它们可以特别适合，例如，作为医疗功能植入物的材料，用于治疗某些脑部疾病。该小组的研究结果现已发表在该杂志上。

　　“水凝胶的弹性可以适应体内各种类型的组织，甚至可以适应脑组织的稠度。这就是为什么我们对这些水凝胶作为植入材料特别感兴趣，”材料科学家Margarethe Hauck解释说，她是RTG 2154的博士研究员，也是该研究的主要作者之一。

　　因此，材料和医学科学家的跨学科合作侧重于开发用于植入物的新材料，例如用于释放活性物质以治疗癫痫、肿瘤或动脉瘤等脑部疾病的材料。导电水凝胶可用于控制活性物质的释放，从而以更有针对性的方式局部治疗某些疾病。

　　为了生产导电水凝胶，传统的水凝胶通常与由金属或碳制成的导电纳米材料混合，如金纳米线、石墨烯或碳纳米管。为了达到良好的导电性水平，通常需要高浓度的纳米材料。然而，这改变了水凝胶的原始力学性能，例如它们的弹性，从而影响它们与周围细胞的相互作用。

　　在与各个工作组的密切合作下，研究小组现在能够开发出一种具有理想组合的水凝胶:它不仅具有导电性，而且还保持了原有的弹性水平。对于电导率，科学家们使用了石墨烯，这种材料已经用于其他生产方法。“石墨烯具有出色的电气和机械性能，而且非常轻，”研究培训小组的初级组长Fabian sch

　　博士说，从而强调了超薄材料的优势，它只由一层碳原子组成。这种新方法的不同之处在于石墨烯的用量。“与之前的研究相比，我们使用的石墨烯要少得多，因此，水凝胶的关键特性被保留了下来，”sch

　　特谈到他发起的当前研究时说。

　　为了实现这一目标，科学家们将石墨烯薄片薄涂在陶瓷微粒的精细框架结构上。然后他们添加了水凝胶聚丙烯酰胺，将框架结构包裹起来，最终被蚀刻掉。水凝胶中的薄石墨烯涂层不受此过程的影响。整个水凝胶现在布满了涂有石墨烯的微通道，类似于人工神经系统。

　　HZG成像与数据科学部主任、RTG副成员Berit Zeller-Plumhoff博士说:“由于单个石墨烯管之间有大量的连接，电信号总是能通过材料，使其非常可靠。”在高强度x射线的帮助下，数学家在德国电子同步加速器DESY存储环PETRA III的HZG操作的成像光束线上在短时间内拍摄了图像。三维网络还有另一个优势:它的可拉伸性使它能够相对灵活地适应环境。

　　“通过不同工作组之间的合作，RTG为需要跨学科方法的生物医学研究问题提供了理想的条件，”RTG的第一任发言人、海德堡大学分子系统工程教授Christine Selhuber-Unkel说。“这是一个复杂的研究领域，因为它结合了材料科学和医学，在未来几年可能会进一步发展，而国内和国际对合格专家的需求将会增加——这就是我们希望以最好的方式为我们的博士研究人员做好准备的事情，”她的继任者、基尔大学功能纳米材料教授、RTG自2020年以来的发言人Rainer Adelung补充道。

　　在未来，这种新型导电水凝胶的各种其他应用是可能的:玛格丽特·豪克计划开发一种水凝胶，它可以对温度的微小变化做出反应，并以可控的方式释放大脑中的活性物质。克里斯汀·阿恩特(Christine Arndt)正在研究如何将导电水凝胶用作生物混合机器人。细胞对环境施加的力可以用来驱动微型机器人系统。